Свайно-винтовой фундамент для каркасного дома

Чтобы сделать расчёт винтовых свай, можно использовать специальный калькулятор для свай. Однако этот расчёт будет приблизительным. Если вы желаете научиться правильно рассчитывать винтовые сваи вручную, можете воспользоваться нашими инструкциями.

Допустимая нагрузка – важнейший показатель винтовых элементов фундамента

Важной характеристикой винтовых свай, влияющей на правильный их подбор при устройстве фундаментов под конкретные сооружения, является несущая способность.

Это ничто иное, как учитывающая деформации почвы максимальная нагрузка, которую выдерживают сваи без потери своих функциональных качеств. Для грунтов с различными прочностными характеристиками, а также изделий, отличающихся длиной, диаметром трубы и лопастей – она разная.

Далее ознакомимся с параметрами, от которых зависит допустимая нагрузка на винтовые сваи, а также с правильным её теоретическим расчётом.

Какой диаметр свай выбрать?

В зависимости от назначения винтовые сваи бывают различного диаметра. Чтобы правильно его подобрать, вы должны точно знать назначение будущего сооружения и возможные нагрузки на основание. В зависимости от этого сваи подразделяются на:

Какой диаметр свай выбрать?
  • винтовые сваи, используемые для лёгких оград из сетки, их  диаметр 5,7 см;
  • сваи диаметром 7,6 см подходят для возведения лёгких сооружений (бытовки, навесы, хозяйственные сооружения, уборные и т.п.) и для монтажа заборов из дерева или профнастила, свая может выдержать нагрузки до 3 т;
  • винтовые сваи диаметром 8,9 см с несущей возможностью в 3-5 т применяются для установки массивных ограждений с большой высотой, каркасных коттеджей низкой этажности и всевозможных достроек к ним;
  • винтовая свая диаметром 10,8 см с несущей возможностью в 5-7 т подходят для сооружения двухэтажных построек каркасного типа и для домов из нетяжёлого камня, древесины.

Винтовые сваи: строение  Расчёт винтовых свай для одноэтажного дома 

Какой диаметр свай выбрать?

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: 1 2 3

Особенности расчета свайного фундамента

Первый шаг, с которого начинается расчет свайного поля – определение веса здания. Именно от него будет зависеть, сколько свай, какого диаметра и на какую глубину нам придется установить. Чем тяжелее дом, тем плотнее ставят сваи под стены.

При этом норматив требует, чтобы расстояние между центрами соседних опор было не менее 3-х диаметров сваи. При уменьшении этой дистанции происходит снижение несущей способности стоек.

Армирование свай выполняют вертикальными стержнями периодического профиля (диаметр 12-14 мм). Их количество зависит от диаметра стойки и может составлять от 3 до 8 штук. Между собой вертикальную арматуру соединяют горизонтальными отрезками стержней диаметром 6-8 мм. Заливка буронабивных свай должна выполняться бетоном марки не ниже 100.

Для более простого расчета стоимости материалов и несущей способности свай можно воспользоваться приведенной ниже таблицей.

Особенности расчета свайного фундамента

В таблице выполнен расчет буронабивных свай длиною 2 метра и диаметром от 15 до 40 см. Арматура вертикальная 12 мм, поперечная — 6 мм с шагом 1 метр.

Конечно, же итоговая стоимость вашего фундамента будет гораздо выше, так как в его стоимость войдет множество других затрат: земляные работы, доставка стройматериалов, устройство ростверка, услуги рабочих и техники. Однако при желании и объективной оценке своих сил все работы или их часть можно выполнить своими руками.

Полученное количество свайных опор нужно равномерно распределить под несущими стенами и перегородками здания, а также под всеми углами и пересечениями стен. При этом шаг свай будет зависеть от общей длины стен.

Диаметр изделия и нагрузка

Играют большую роль в выборе материала для возведения планируемого сооружения. От размера винтовой сваи для фундамента и величины оголовка зависит прочность материала, а соответственно надежность и долговечность фундамента в целом. Размеры оголовка пропорциональны диаметру трубы. Примеры соотношения:

  • 150*150*3 мм – 76 мм;
  • 150*150*4 мм – 89 мм;
  • 200*200*5 мм – 108 мм.
Читайте также:  Ленточный фундамент: виды, преимущества, технология заливки

Винтовые сваи диаметром 57 мм

Такие элементы выдерживают максимальный вес до 800 кг. Винтовые сваи данного размера можно применять на увлажненном и подвижном грунте. Они подойдут для возведения заборов из металлической и пластиковой сетки. Иногда их используют в качестве фундамента при строительстве беседок и гаражей, имеющих легкую облицовку.

Винтовые сваи диаметром 89 мм

Несущая способность изделий составляет 1,4 тонны. Их используют при возведении загородных домов небольшой этажности, гаражей, беседок, бань, монументальных заборов. Хорошо переносят зоны водоемов и подземных источников. Имеют отличное сцепление с грунтом. Выдерживают большие нагрузки. Фундамент на винтовых сваях данного размера не подвержен вспучиванию. Винтовые сваи данного диаметра подойдут для реставрации самых разнообразных построек. Станут надежной опорой при возведении пирсов и причалов.

Винтовые сваи диаметром 108 мм

Несущая способность изделий, имеющих такие размеры, составляет 3,5 тонны. Подойдут для возведения щитовых конструкций, бревенчатых домов, бань и строений из бруса. Используются для застройки складских помещений, технических объектов и платформ. Монтаж винтовых свай и всего фундамента осуществляется при помощи спецтехники. Вручную провести правильный монтаж не представляется возможным.

Винтовые сваи диаметром 133 мм

Несущая способность изделий достигает 6 тонн. Они подойдут для реализации самых разнообразных проектов на любом грунте. Винтовой фундамент хорошо выдержит конструкции из бетонных блоков, кирпича, а также монолитные сооружения. Сваи данного размера обладают максимальной прочностью и устойчивостью. Имеют большой срок службы. Монтаж фундамента можно проводить при любой погоде при наличии спецтехники.

Расчет свайно-винтового фундамента

Подробнее как рассчитать число винтовых столбов для фундамента разберем на примерах.

Пример 1.

Для первого примера рассчитаем число основ для двухэтажного дома 6 м. шириной и 12 длинной. Материал – брус. Высота потолков – 2 м. Тип грунта – плотный крупный гравелистый песок.

  1. Вся тяжесть такого материала считается по принципу – кубический метр бруса умножить на один кубический килограмм. В нашем случае – 52 кубических метра бруса умножаем на 800 кг/куб. Груз дома – 41600 кг, учитывая стропильную систему и тяжесть кровли.
  2. ПН составляет 150 кг на 1 квадратный метр помещения. Значит ПН = 6*12*150. ПН = 10800 для одного этажа, или 21600 для двух.
  3. Ветровую и снежную массу рассчитываем следующим образом – 6*12*100 (средний вес снега на 1 квадратный метр) = 7200 кг.
  4. Далее мы должны рассчитать общее давление основы дома на балки. 41600+21600+7200=70400. Затем общий вес стоит умножить на коэффициент надёжности, который равен 1,1. Сумма тяжести– 77440.
  5. После того как мы закончили расчет веса на винтовые опоры для фундамента, можно определить точное количество требуемых нам столбов. Рассчитать количество столбов, можно разделив всю массу дома на 2500 (тяжесть выдерживаемая опорным столпом ВСК 108х300х2500). Таким образом, для нашего двухэтажного дома из бруса 200х200, нам потребуется 31 опора.

После того расчет фундамента на опорах с лопастями закончен — устанавливаем их согласно схеме обвязки дома и на расстоянии между сваями не больше 2,5 м.

Пример 2.

Для второго примера попробуем построить другой дом и рассчитать винтовой фундамент. Это будет одноэтажный дом со сторонами 6 и 8 м. Высота потолка 2 м. Грунт тот же – плотный крупный гравелистый песок. Материал – газобетон.

  1. Расчетный вес такого дома будет составлять 143 960 килограммов.
  2. Полезная нагрузка составит 6*8*150 = 7200 килограмм.
  3. Далее нужно рассчитать ветровую и снежную нагрузку. 6*8*100 = 4800 кг.
  4. Сложив все цифры воедино мы получим общую тяжесть нашего дома, а именно – 155 960 килограмм.
  5. Множим на коэффициент надёжности — 1,1 и получаем 171556.
  6. После того как расчет нагрузки на опоры фундамента окончен, нужно подсчитать точное количество требуемых нам опор. Для этого дома мы задействовали столбы типа ВСК 89х250х2500, способные выдерживать до 2-х тонн груза ~ 86. Таким образом нам понадобится 86 столбиков для нашего дома. Расстояние между сваями не больше 2,5.
Читайте также:  Глубина фундамента под двухэтажное здание

Пример 3.

В последнем примере мы опять постараемся рассчитать фундамент, какой грузоподъемностью он будет обладать, расстояние между опорами и их точное число. Наш дом будет стоять на плотной сухой глине, и иметь два этажа. Материал внутренней и внешней отделки – каркасная стена с уплотнителем и толщиной в 15 см. Размер дома – 6 на 8 м.

  1. Материалы составят – 56730 кг.
  2. Ветровая и снежная масса – 6000.
  3. ПН – 9000.
  4. Общая масса – 71730 кг. Множим на коэффициент надёжности 1,1 и получаем общую массу – 78 903 кг.
  5. Далее делим это число на 1000 (тип опоры — ВСК 76х200х2500). Для такого дома нам понадобится 79 столпов, но поскольку мы имеем не самый устойчивый грунт данное число стоит умножить на 1,5. Итоговое число опор – 119. Максимальное расстояние между такими сваями 1-1,5.

Наконец хотелось бы сказать, что когда вы выбрали для себя данный тип фундамента, выяснили расстояние между сваями и подсчитали наш чертеж, всё равно обратитесь за перепроверкой и установкой к квалифицированным специалистам.

Выбор свай

После того, как расчеты нагрузки будут завершены, можно сколько свай потребуется и какие. Обычно для индивидуального малоэтажного строительства используются сваи диаметром 108 миллиметров. К примеру, они вполне выдержат каркасный дом в два этажа высотой. Заявлено производителями, что одна такая свая выдерживает вес в пять-семь тонн. Для каркасного дома меньшего веса (например, одноэтажного) достаточно будет свай диаметром 89 миллиметров – каждая из них выдерживает нагрузку до пяти тонн.

Для такого фундамента обычно используются сваи длиной два с половиной метра. Это в том случае, если грунт, на котором закладывается фундамент, является устойчивым. Однако рассчитывать фундамент нужно, предусматривая запас по длине. Даже в случае, если окажется, что свая длиннее, чем нужно, ее можно обрезать. Учитывать при определении длины свай нужно и рельеф местности. В любом случае, все сваи должны находиться на одном уровне, чтобы основание дома, который будет на них лежать, было ровным.

Если строительство дома предполагается на неустойчивом грунте (например, при наличии плывунов), то длину сваи определяют «экспериментальным» путем. В грунт вкручивают бур до тех пор, пока он не войдет в глинистый слой. Длина сваи определяется с таким расчетом, чтобы она погрузилась в этот слой. Можно также вкрутить сваю в грунт до тех пор, пока она не начнет закручиваться с трудом – эта и будет глубина залегания несущего пласта.

Теперь определимся, сколько свай нужно для каркасного дома. Здесь не удастся просто ткнуть пальцев в места, где хотелось бы закрутить сваи. Придется считать. Для этого нужно использовать упомянутую выше нагрузку дома. Она умножается на коэффициент надежности, а затем полученное частное делится на несущую способность одной сваи. Для специалистом ничего сложного в расчете количества свай нет.

Но определиться с количеством свай – это одно, а рассчитать шаг свай – несколько иное. Он, конечно, также сугубо индивидуален, однако имеется и среднее рекомендованное значение. В частности, расстояние между винтовыми сваями не должно превышать трех метров. Меньше двух метров его также не рекомендуется делать, но уже из соображений экономии. То есть расстояние между сваями должно примерно составлять два метра.

Глубина заложения фундамента

Важнейшим фактором, влияющим на качество возводимой конструкции, является расчет длины сваи для возможности правильного заложения глубины фундамента. Размер свай определяют в зависимости от перепадов высоты на строительной площадке и от качества почвы. При недостаточной длине металлические опоры основания постройки могут со временем просесть под своей тяжестью.

Чтобы иметь представление о том, какую усадку может дать фундамент из свай, нужно определить характер почвы на участке. Для этого роют яму глубиной 50 см. Оптимальным для установки винтового основания является грунт, в котором неглубоко под слоем чернозема появляется песчаник или глина (на расстоянии до 40 см). В такой ситуации смело применяйте стандартные сваи по 2,5м. В случае обнаружения высокого залегания грунтовых вод, торфяника, плавуна или любой другой неплотной породы вам понадобится специальный бур.

Читайте также:  Из чего лучше делать цоколь: кирпич или бетон?

Ввинчивайте его, доставая по мене необходимости, чтобы стряхнуть землю со шнека. Продолжайте вкручивание до тех пор, пока на винте не появятся плотные породы. Так вы узнаете необходимую глубину погружения свай. Процедура не очень сложная, но требующая определенного опыта и физической силы. Уровень залегания твердых пород обычно соответствует уровню промерзания грунта в данной местности. Например, расчетная глубина фундаментов в Московской области составляет 1,40м, поскольку уровень промерзания земли в этом регионе находится на этой отметке. Ввинчивание свай производится из расчета погружения металлической трубы сваи на уровень промерзания, а тела винта — ниже этого уровня.

Кроме того, для правильного устройства свайного поля длину труб нужно подбирать с учетом разницы высот. Скажем, если перепад значений уровней на территории составит 1м, тогда для основания небольшого строения длиной 6 метров вам понадобится:

  • сваи по 2500мм — для верхней точки участка;
  • сваи по 3000мм — для среднего ряда;
  • и по 3500мм — нижний ряд.

При разнице высот в полметра и более всегда берите сваи с запасом длины.

Как рассчитать вес дома

  1. Вес 1 погонного метра каркасного дома с высотой стены 3 м равен порядка 1,7 т. 
  2. Если взять одноэтажное строение размером 6х8 метров, то его периметр равен 28 м. 
  3. Периметр нужно умножить на вес 1 м. п.: 28*1,7 = 47,6 т. 
  4. Рассчитывается количественно винтовая свая 89 – цена фундамента, следовательно также. 
Как рассчитать вес дома

Обратите внимание! Опоры должны располагаться в обязательном порядке в углах дома и на пересечении стен. Если предполагается устройство в доме объектов, дающих дополнительную нагрузку на фундамент, то в этих местах шаг свай должен рассчитываться с учетом этого фактора.

Параметры

  • стены и перегородки;
  • перекрытия;
  • крыша.

2. Дополнительный вес — нагрузки временные:

  • вес снега, выпавшего на крышу;
  • эксплуатационный вес содержимого дома: мебель, оборудование, отделочные материалы, включая людей (в среднем — 350 кг/м²).
Параметры

3. Правильный расчет нагрузки на свайно-винтовой фундамент невозможен, если не учесть динамические нагрузки (кратковременные):

  • создаваемые порывами ветра;
  • возникающие в результате осадки строения;
  • возникающие при перепадах температур.

О том, как рассчитывается винтовой фундамент дополнительно рассказано на видео ниже:

Размещение опор в плане

Правильное размещение свай необходимо, чтобы сохранить целостность каркасного дома и избежать просадки. Особенно это касается сложных проектов: проекты двухэтажных домов, здание со стенами неправильной формы и т. д. Главное правило: нагрузка должна распределяться равномерно.

Расположение опор дома бывает четырех типов:

  • Одиночное. Сваи располагаются на равном отдалении одна от одной по углам строения, под несущими стенами, и под вертикальными стойками каркасника;
  • Ленточное. Этот тип свайно-винтового фундамента способен выдерживать более высокие нагрузки. Опоры располагаются, как при одиночном типе фундамента, только укорачивается шаг между ними;
  • Кустовое. Подразумевается хаотичное размещение опор под основание дома. Они монтируются кустами, больше всего свай располагается в зонах с самой высокой нагрузкой (например, под комнатой с тяжелым оборудованием). При таких условиях шаг между опорами не играет роли, главное чтобы они было по всему периметру плиты;
  • Сплошное (по-другому, свайное поле). Такой тип фундамента актуален для местности с неустойчивым земляным покровом и для тяжелых каркасных зданий. Сваи располагаются сеткой по всему периметру строения. Максимальный шаг — 1 м.

Важно! Самые распространенные типы свайно-винтового фундамента — ленточный и одиночный. Именно они предусмотрены в проектах частных домов и небольших зданий.